WO2010000563A1 - Device for connecting pipelines which are subject to axial changes in length - Google Patents

Device for connecting pipelines which are subject to axial changes in length Download PDF

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WO2010000563A1
WO2010000563A1 PCT/EP2009/056966 EP2009056966W WO2010000563A1 WO 2010000563 A1 WO2010000563 A1 WO 2010000563A1 EP 2009056966 W EP2009056966 W EP 2009056966W WO 2010000563 A1 WO2010000563 A1 WO 2010000563A1
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pipe
tubular element
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Karl Weinhold
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00—Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/12—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L23/00—Flanged joints
    • F16L23/04—Flanged joints the flanges being connected by members tensioned in the radial plane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L51/00—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines

Definitions

  • the invention relates to a device for connecting subjected to axial length changes pipelines, especially high pressure pipelines, which are laid, for example, in shafts of mines.
  • Manhole lines are also referred to as 'manhole lines'.
  • Manhole lines are used not only in German, but also in the foreign coal industry, they must be conveyed over many hundreds of meters to the corresponding underground mining operations. There is often a problem regarding the linear expansion of such installed manhole lines.
  • Such a length expansion can be compensated in the form of hoses, which are installed approximately every 100 m, or by means of known expansion spirals, which can compensate for a length of 40 to 50 mm per 100 meters.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a device for connecting subjected to axial length changes piping available, which can also be used for very high pressures, has a simple structure and yet can be dismantled for maintenance and cleaning purposes.
  • a device having a frontal annular surface having flange and a tubular element spanning ring, a sliding sleeve whose inner diameter corresponds to the outer diameter of the flange and one end of an opening for receiving the tubular element , wherein the flange is arranged axially displaceably in the sliding sleeve, and by a on the
  • the invention has recognized that it is possible to provide the telescopic connections always the Rohrinndendruc ⁇ exposed frontal annular surfaces each with a corresponding compensating element, which in turn has a pressurized frontal annular surface, but in the opposite direction.
  • the individual devices behave neutrally, so that an addition of individual smaller Druckbeiastungen is reliably excluded in a particular direction.
  • manhole lines often have lengths of significantly more than 1,000 meters, so length changes without corresponding balancing elements would result in longitudinal expansion of the line which would undulate the duct to cause buckling, even avoiding brackets could tear out of the shaft wall.
  • the outer sleeve is screwed to the sliding sleeve and / or the ring with the tubular element. It is understood that corresponding sealing elements are present at the end of the screw.
  • the screw has the advantage of a defined position, since the two parts to be joined together when mounting the device in the desired position (as end position) can be brought.
  • Another teaching of the invention relates to a device which can be used between two pipe couplings having line ends and thus end has corresponding coupling elements.
  • a connection with pipe couplings and clamps is appropriate so that the individual elements can be easily assembled and disassembled, for example, to replace seals.
  • the pipe element at its end opposite the flange on a pipe coupling element.
  • Pipe coupling element on a longer pipe coupling flange in which the end of the tubular element is screwed.
  • This Pipe coupling flange may, as well as the outer sleeve and / or the ring, evenly distributed over the outer circumference arranged blind holes have to facilitate the screwing and in particular the screwing for maintenance purposes.
  • the sliding sleeve at its open end on an adapter element whose inner diameter corresponds to the pipe and which projects into the sliding sleeve.
  • both the adapter element and the sliding sleeve each have a flange, so that the adapter element can be connected to the sliding sleeve via a pipe coupling clamp or fferrohrkupplung together.
  • the adapter element at its end opposite the sliding sleeve has a pipe coupling element which also acts as a pipe coupling element
  • Pipe coupling clamp or can be formed as a threaded pipe coupling.
  • the outer sleeve From the medium in the line acted upon part of the outer sleeve remains pressure-free, the outer sleeve according to a further teaching of the invention has a plurality of circumferentially spaced openings through which the air can escape with changes in length of the tubular element.
  • the openings are expediently designed as bores. It will be understood that between each two interengaging parts at least one seal is arranged in respective grooves, wherein preferably O-rings are used as seals.
  • the grooves provided for the sealing rings have a corresponding surface finish.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a device according to the invention in the middle position
  • Fig. 2 shows the article of FIG. 1 in its first end position
  • FIG. 3 shows the article of FIG. 1 in its second
  • FIG. 1 shows the same object, namely the device according to the invention in a middle position (FIG. 1), in the extended end position (FIG. 2) and in the retracted end position (FIG. 3).
  • the device initially consists of a first tubular element 1, one end of which is reinforced with a flange 2 and a ring 3 is arranged approximately centrally around its circumference.
  • the ring 3 is screwed onto the tubular element 1 in the exemplary embodiment shown, which is preferred so far, for this purpose the tube element 1 provides a corresponding external thread at the desired location (not denoted more closely). Accordingly, the ring 3 has a corresponding internal thread.
  • the Rohreiement 1 is now arranged with its flange 2 having the end in a sliding sleeve 4, which in turn is connected to an outer sleeve 5, whose inner diameter corresponds to the outer diameter of the ring 3 and the sliding sleeve 4 finallywandues end has an opening for receiving the tubular element 1 ,
  • the annular space formed between the ring 3 and the upper end of the outer sleeve 5 is connected via holes 6, which are distributed uniformly over the circumference of the tubular element i, with the fluid in the pipeline.
  • the geometry of ring 3 and outer sleeve 5 is selected so that the pressurized annular surface of the ring 3, which is designated as surface F 2 , substantially the same should be big as the ring surface Fi, for - any Position of pipe element 1 to sliding sleeve 4 - to allow pressure equalization in the axial direction. In this way, a structure of unilaterally adding axial pressure can be reliably prevented.
  • the shaft line ends which are referred to above with egg and below with E 2 , pipe coupling elements.
  • Dementsprecnend a pipe coupling element 7 is screwed onto the upper end of the tubular element 1, which is formed in the illustrated case as a plug-in part and corresponds to the formed as a sleeve part end of the manhole egg.
  • the pipe coupling element 7 in this case has a longer pipe coupling flange 8, in which the screw connection with the end of the tubular element 1 via a unspecified thread.
  • Pipe coupling elements 7 and egg are held together in the illustrated case by means of a clamp coupling 9.
  • an adapter element 10 whose inner diameter corresponds to that of the pipeline and which has at its end a diameter which corresponds to the inner diameter of the sliding sleeve 4 and projects into this.
  • the adapter element 10 has at its upper end a flange 11 and the sliding sleeve 4 at its lower end a flange 12, which are connected to a clamp 13 with each other.
  • the adapter element 10 is also provided with a pipe coupling element, in the illustrated embodiment, with a sleeve 14 into which the executed as a plug-in end E 2 of the lower
  • Pipe strand is introduced, wherein the two flanges of these parts are connected to a clamp 15. So that the annular space below the ring 3 remains pressure-free even with axial movements of the device in any case, a plurality of bores 16 distributed over the circumference of the outer sleeve 5 are provided in order to ensure a corresponding air inlet or outlet.
  • the flanges provided with an internal thread of the outer housing 5 and the pipe coupling flange 8 as well as the ring 3 at its
  • At least one seal is arranged in corresponding grooves everywhere between two interlocking parts.
  • These seals are expediently designed as O-rings, the associated grooves expediently surface-treated.
  • the manhole line itself can be hung on a console K and then hang freely about 100 m, and then open into a next device to compensate for the change in length, which in turn mounted on a standpipe is coupled to a corresponding console.
  • the length of 100 m serves only as an example, it can also be only 50 m or even less or maybe even 110 m.
  • the use of the device according to the invention also allows that a manhole line no longer needs to be fixed to the wall with every one or every other pipe, since at axial pressure, which is compensated accordingly, buckling of the pipe can be prevented.
  • Fig. 2 shows the device according to the invention in the extended state, this corresponds to a shortened upper pipe line. Also in this end position, both annular surfaces Fi and F 2 are pressurized with medium pressure, so that expansion of the upper pipe can be done easily and pressure-free.
  • FIG. 3 shows the opposite end position, as it must never occur in normal operation, since here the lower annular surface Fi is in contact with the corresponding annular surface of the adapter element 10 and is therefore no longer pressurized. Therefore, in the design of the dimensions for the inventive device always a sufficient "reserve” provided. Alternatively, it would also be possible to make the upper annular surface of the adapter element 10 conical, so that the Ringfiumblee Fi is pressurized in its final position.

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Abstract

The invention presents and describes a device for connecting pipelines which are subject to axial changes in length, in particular high-pressure pipelines, which are laid for example in mineshafts. To be able to use such devices even with very high pressures, wherein said devices should have a simple design and nevertheless be dismantlable for servicing and cleaning purposes, a generic device is provided which is characterized by a pipe element (1) having a flange (2), which has an end-side annular surface (F1), and also having a ring (3) which encircles the pipe element (1), by a sliding collar (4), the inner diameter of which corresponds to the outer diameter of the flange (2) and the one end of which has an opening for receiving the pipe element (1), wherein the flange (2) is arranged in an axially movable manner in the sliding collar (4), and by an outer sleeve (5) which is fastened to the sliding collar (4) and which is arranged around the pipe element (1) and the ring (3) and the inner diameter of which corresponds to the outer diameter of the ring (3), the interior space of which sliding sleeve (5) is connected via at least one opening in the pipe element (1) to the interior of the line, and in which outer sleeve (5) the ring (3) forms a pressurized annular surface (F2) which is of substantially the same size as the annular surface (F1).

Description

Vorrichtung zum Verbinden von axialen Längenänderungen unterworfenen Rohrleitungen Apparatus for connecting pipes subject to axial length changes
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von axialen Längenänderungen unterworfenen Rohrleitungen, insbesondere Hochdruck-Rohrleitungen, die beispielsweise in Schächten von Bergwerken verlegt sind.The invention relates to a device for connecting subjected to axial length changes pipelines, especially high pressure pipelines, which are laid, for example, in shafts of mines.
Solche Leitungen werden auch als 'Schachtleitungen' bezeichnet. Schachtleitungen werden nicht nur im deutschen, sondern auch im ausländischen Steinkohlenbergbau eingesetzt, über sie müssen Fluide über viele hundert Meter zu den entsprechenden untertägigen Abbaubetrieben gefördert werden. Dabei gibt es oft ein Problem hinsichtlich der Längenausdehnung solcher eingebauten Schachtleitungen. Eine solche Längenausdehnung kann man in Form von Schläuchen, die man etwa alle 100 m einbaut, kompensieren oder mittels bekannter Dehnspiralen, weiche eine Längenausdehnung von 40 bis 50 mm je einhundert Meter kompensieren können.Such lines are also referred to as 'manhole lines'. Manhole lines are used not only in German, but also in the foreign coal industry, they must be conveyed over many hundreds of meters to the corresponding underground mining operations. There is often a problem regarding the linear expansion of such installed manhole lines. Such a length expansion can be compensated in the form of hoses, which are installed approximately every 100 m, or by means of known expansion spirals, which can compensate for a length of 40 to 50 mm per 100 meters.
Werden Schachtleitungen mit größeren Durchmessern und sehr hohen Drücken eingesetzt, so gestaltet sich das Ausdehnungsproblem noch komplizierter, da mit dickwandigen Rohren keine kleinen Spiraldurchmesser gebogen werden können und es für Druckbereiche größer 400 bar keine Schläuche gibt, um ein flexibles Element in der Schachtleitung zu verlegen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verbinden von axialen Längenänderungen unterworfenen Rohrleitungen zur Verfügung zu stellen, welche auch für sehr hohe Drücke eingesetzt werden kann, einen einfachen Aufbau besitzt und dennoch zu Wartungs- und Reinigungszwecken zerlegbar ist.If manhole lines with larger diameters and very high pressures are used, the expansion problem is even more complicated, because with thick-walled pipes no small spiral diameters can be bent and there are no hoses for pressure ranges greater than 400 bar in order to lay a flexible element in the manhole line. The invention is therefore an object of the invention to provide a device for connecting subjected to axial length changes piping available, which can also be used for very high pressures, has a simple structure and yet can be dismantled for maintenance and cleaning purposes.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch ein Rohrelement mit einem eine stirnseitige Ringfläche aufweisenden Flansch sowie einem das Rohrelement umspannenden Ring, eine Schiebemuffe, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Flansches entspricht und deren eines Ende eine Öffnung zur Aufnahme des Rohrelements aufweist, wobei der Flansch in der Schiebemuffe axial verschiebbar angeordnet ist, und durch eine an derThis object is achieved with a device according to the preamble of claim 1 by a tube member having a frontal annular surface having flange and a tubular element spanning ring, a sliding sleeve whose inner diameter corresponds to the outer diameter of the flange and one end of an opening for receiving the tubular element , wherein the flange is arranged axially displaceably in the sliding sleeve, and by a on the
Schiebemuffe befestigte und um das Rohrelement und den Ring herum angeordnete Außenhülse, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Rings entspricht, deren Innenraum über wenigstens eine Öffnung im Rohrelement mit dem Leitungsinneren in Verbindung steht und in dem der Ring eine druckbeaufschlagte Ringfläche bildet, die im wesentlichen gleich groß wie die Ringfläche ist.Sliding sleeve attached and arranged around the tube member and the ring around outer sleeve whose inner diameter corresponds to the outer diameter of the ring whose interior communicates via at least one opening in the tubular member with the line interior and in which the ring forms a pressurized annular surface, which is substantially equal how the ring surface is.
Die Erfindung hat erkannt, dass es möglich ist, die bei teleskopartigen Verbindungen stets dem Rohrinndendrucκ ausgesetzten stirnseitigen Ringflächen jeweils mit einem entsprechenden Ausgleichselement zu versehen, weiches wiederum eine druckbeaufschlagte stirnseitige Ringfläche aufweist, jedoch in der entgegengesetzten Richtung. Auf diese Weise verhalten sich die einzelnen Vorrichtungen neutral, so dass eine Addition einzelner kleinerer Druckbeiastungen in eine bestimmte Richtung zuverlässig ausgeschlossen ist. Durch die - besonders im Steinkohlebergbau - großen Teufen, haben Schachtleitungen oft Längen von deutlich mehr als 1.000 Metern, so dass Längenänderungen ohne entsprechende Ausgleichselemente zu einer Längenausdehnung der Leitung führen würde, welche die Leitung wellenförmig verformen, so dass Ausknickungen entstehen könnten, weiche sogar Halterungen aus der Schachtwand herausreißen könnten.The invention has recognized that it is possible to provide the telescopic connections always the Rohrinndendrucκ exposed frontal annular surfaces each with a corresponding compensating element, which in turn has a pressurized frontal annular surface, but in the opposite direction. In this way, the individual devices behave neutrally, so that an addition of individual smaller Druckbeiastungen is reliably excluded in a particular direction. Due to the large depths, especially in hard coal mining, manhole lines often have lengths of significantly more than 1,000 meters, so length changes without corresponding balancing elements would result in longitudinal expansion of the line which would undulate the duct to cause buckling, even avoiding brackets could tear out of the shaft wall.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Außenhülse mit der Schiebemuffe und/oder der Ring mit dem Rohrelement verschraubt. Es versteht sich, dass am Ende der Verschraubungen entsprechende Dichtelemente vorhanden sind. Die Verschraubung hat den Vorteil einer definierten Lage, da die beiden miteinander zu verbindenden Teile beim Montieren der Vorrichtung in die gewünschte Stellung (als Endstellung) gebracht werden können.In a further embodiment of the invention, the outer sleeve is screwed to the sliding sleeve and / or the ring with the tubular element. It is understood that corresponding sealing elements are present at the end of the screw. The screw has the advantage of a defined position, since the two parts to be joined together when mounting the device in the desired position (as end position) can be brought.
Eine weitere Lehre der Erfindung betrifft eine Vorrichtung, welche zwischen zwei Rohrkupplungen aufweisenden Leitungsenden einsetzbar ist und damit endseitig entsprechende Kupplungselemente aufweist. Eine Verbindung mit Rohrkupplungen und Schellen ist zweckmäßig, damit die einzelnen Elemente leicht montiert und auch demontiert werden können, beispielsweise um Dichtringe auswechseln zu können. Dazu weist das Rohrelement an seinem dem Flansch entgegengesetzten Ende ein Rohrkupplungselement auf.Another teaching of the invention relates to a device which can be used between two pipe couplings having line ends and thus end has corresponding coupling elements. A connection with pipe couplings and clamps is appropriate so that the individual elements can be easily assembled and disassembled, for example, to replace seals. For this purpose, the pipe element at its end opposite the flange on a pipe coupling element.
Um dem Rohrelement einen besonders guten Halt zu verschaffen, weist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dasTo provide the pipe element a particularly good grip, has in a further embodiment of the invention
Rohrkupplungselement einen längeren Rohrkupplungsflansch auf, in dem das Ende des Rohrelements verschraubt ist. Dieser Rohrkupplungsflansch kann, genau wie die Außenhülse und/oder der Ring, gleichmäßig über den äußeren Umfang verteilt angeordnete Sackbohrungen aufweisen, um das Verschrauben und Insbesondere das Aufschrauben zu Wartungs zwecken zu erleichtern.Pipe coupling element on a longer pipe coupling flange, in which the end of the tubular element is screwed. This Pipe coupling flange may, as well as the outer sleeve and / or the ring, evenly distributed over the outer circumference arranged blind holes have to facilitate the screwing and in particular the screwing for maintenance purposes.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Schiebemuffe an ihrem offenen Ende ein Adapterelement auf, dessen Innendurchmesser dem der Rohrleitung entspricht und das in die Schiebemuffe hineinragt. Bevorzugt können sowohl das Adapterelement als auch die Schiebemuffe jeweils einen Flansch aufweisen, so dass das Adapterelement mit der Schiebemuffe über eine Rohrkupplungsschelle oder Schraubrohrkupplung miteinander verbunden werden kann.In a further embodiment of the invention, the sliding sleeve at its open end on an adapter element whose inner diameter corresponds to the pipe and which projects into the sliding sleeve. Preferably, both the adapter element and the sliding sleeve each have a flange, so that the adapter element can be connected to the sliding sleeve via a pipe coupling clamp or Schraubrohrkupplung together.
Im Falle, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Rohrleitung mit Rohrkupplungen aufweisenden Leitungsenden verwendet werden soll, weist bevorzugt auch das Adapterelement an seinem der Ξchiebemuffe entgegengesetzten Ende ein Rohrkupplungselement auf, welches gleichfalls alsIn the event that the device according to the invention is to be used in a pipeline with pipe ends having pipe couplings, preferably also the adapter element at its end opposite the sliding sleeve has a pipe coupling element which also acts as a pipe coupling element
Rohrkupplungsschelle oder als Schraubohrkupplung ausgtebildet sein kann.Pipe coupling clamp or can be formed as a threaded pipe coupling.
Damit nun der nichr. vom Medium in der Leitung beaufschlagte Teil der Außenhülse druckfrei bleibt, weist die Außenhülse nach einer weiteren Lehre der Erfindung mehrere über ihren Umfang verteilt angeordnete Öffnungen auf, durch die die Luft bei Längenänderungen des Rohrelements entweichen kann. Die Öffnungen sind zweckmäßiger Weise als Bohrungen ausgebildet. Es versteht sich, dass zwischen jeweils zwei ineinandergreifenden Teilen jeweils wenigstens eine Dichtung in entsprechenden Nuten angeordnet ist, wobei bevorzugt O- Ringe als Dichtungen verwendet werden.So now the nichr. From the medium in the line acted upon part of the outer sleeve remains pressure-free, the outer sleeve according to a further teaching of the invention has a plurality of circumferentially spaced openings through which the air can escape with changes in length of the tubular element. The openings are expediently designed as bores. It will be understood that between each two interengaging parts at least one seal is arranged in respective grooves, wherein preferably O-rings are used as seals.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die für die Dichtringe vorgesehenen Nuten eine entsprechende Oberflächenvergütung auf.In a further embodiment of the invention, the grooves provided for the sealing rings have a corresponding surface finish.
Schließlich sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise alle Schiebesitze und Oberflächen mit einer Schmutz abweisenden Beschichtung versehen. Eine solche Beschichtung ist von erheblicher Bedeutung, da sich auf diese Weise die Bildung von sog. Zinkschwamπi, der durch die Feuerverzinkung der Rohre entsteht, zuverlässig vermeiden lässt.Finally, in the device according to the invention preferably all sliding seats and surfaces are provided with a dirt-repellent coating. Such a coating is of considerable importance, since in this way the formation of so-called Zinkschwamπi, which is formed by the hot-dip galvanizing of the tubes, can be reliably avoided.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing only a preferred embodiment. In the drawing show:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Mittelstellung,1 shows a longitudinal section through a device according to the invention in the middle position,
Fig. 2 den Gegenstand aus Fig. 1 in seiner ersten Endstellung undFig. 2 shows the article of FIG. 1 in its first end position and
Fig. 3 den Gegenstand aus Fig. 1 in seiner zweitenFig. 3 shows the article of FIG. 1 in its second
Endstellung. Die Figuren zeigen denseloen Gegenstand, nämlich die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Mittelstellung (Fig. 1), in ausgefahrener Endstellung (Fig. 2) und in eingefahrener Endstellung (Fig. 3) .End position. The figures show the same object, namely the device according to the invention in a middle position (FIG. 1), in the extended end position (FIG. 2) and in the retracted end position (FIG. 3).
Dabei besteht die Vorrichtung zunächst aus einem ersten Rohrelement 1, dessen eines Ende mit einem Flansch 2 verstärkt ist und um dessen Umfang etwa mittig ein Ring 3 angeordnet ist. Der Ring 3 ist im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel auf das Rohrelement 1 aufgeschraubt , dazu sieht das Rohreleπient 1 an der gewünschten Stelle ein entsprechendes Außengewinde vor (nicht naher bezeichnet). Dementsprechend weist der Ring 3 ein korrespondierendes Innengewinde auf.In this case, the device initially consists of a first tubular element 1, one end of which is reinforced with a flange 2 and a ring 3 is arranged approximately centrally around its circumference. The ring 3 is screwed onto the tubular element 1 in the exemplary embodiment shown, which is preferred so far, for this purpose the tube element 1 provides a corresponding external thread at the desired location (not denoted more closely). Accordingly, the ring 3 has a corresponding internal thread.
Das Rohreiement 1 ist nun mit seinem den Flansch 2 aufweisenden Ende in einer Schiebemuffe 4 angeordnet, welche wiederum mit einer Außenhülse 5 verbunden ist, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Rings 3 entspricht und deren der Schiebemuffe 4 abgewandues Ende eine Öffnung zur Aufnahme des Rohrelements 1 aufweist. Der zwischen Ring 3 und oberen Ende der Außenhülse 5 gebildete Ringraum steht über Bohrungen 6, die gleichmäßig über den Umfang des Rohrelements i verteilt angeordnet sind, mit dem in der Rohrleitung befindlichen Fluid in Verbindung.The Rohreiement 1 is now arranged with its flange 2 having the end in a sliding sleeve 4, which in turn is connected to an outer sleeve 5, whose inner diameter corresponds to the outer diameter of the ring 3 and the sliding sleeve 4 abgewandues end has an opening for receiving the tubular element 1 , The annular space formed between the ring 3 and the upper end of the outer sleeve 5 is connected via holes 6, which are distributed uniformly over the circumference of the tubular element i, with the fluid in the pipeline.
Da nun einerseits die stirnseitige Ringfläche des Flansches 2 innerhalb der Schiebemuffe 4 eine erste Fläche Fi aufweist, ist die Geometrie von Ring 3 und Außenhülse 5 so gewählt, dass die druckbeaufschlagte Ringfläche des Rings 3, welche als Fläche F2 bezeichnet ist, im wesentlichen genauso groß sein soll wie die Ringfläche Fi, um - für jede beliebige Position von Rohrelement 1 zu Schiebemuffe 4 - einen Druckausgleich in axialer Richtung zu ermöglichen. Auf diese Weise kann ein Aufbau von sich einseitig addierendem axialen Druck zuverlässig verhindert werden.Since on the one hand the end face of the flange 2 within the sliding sleeve 4 has a first surface Fi, the geometry of ring 3 and outer sleeve 5 is selected so that the pressurized annular surface of the ring 3, which is designated as surface F 2 , substantially the same should be big as the ring surface Fi, for - any Position of pipe element 1 to sliding sleeve 4 - to allow pressure equalization in the axial direction. In this way, a structure of unilaterally adding axial pressure can be reliably prevented.
Im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Schachtleitungsenden, weiche oben mit Ei und unten mit E2 bezeichnet sind, Rohrkupplungselemente auf. Dementsprecnend ist auf das obere Ende des Rohrelements 1 ein Rohrkupplungselement 7 aufgeschraubt, welches im dargestellten Fall als Steckteil ausgebildet ist und mit dem als Muffenteil ausgebildeten Ende der Schachtleitung Ei korrespondiert. Das Rohrkupplungselement 7 weist dabei einen längeren Rohrkupplungsflansch 8 auf, in dem die Verschraubung mit dem Ende des Rohrelements 1 über ein nicht näher bezeichnetes Gewinde erfolgt. Die beidenIn the illustrated preferred embodiment, the shaft line ends, which are referred to above with egg and below with E 2 , pipe coupling elements. Dementsprecnend a pipe coupling element 7 is screwed onto the upper end of the tubular element 1, which is formed in the illustrated case as a plug-in part and corresponds to the formed as a sleeve part end of the manhole egg. The pipe coupling element 7 in this case has a longer pipe coupling flange 8, in which the screw connection with the end of the tubular element 1 via a unspecified thread. The two
Rohrkupplungselemente 7 und Ei werden dabei im dargestellten Fall mittels einer Schellenkupplung 9 zusammengehalten.Pipe coupling elements 7 and egg are held together in the illustrated case by means of a clamp coupling 9.
Unterhalb der Ξchiebemuffe 4 befindet sich ein Adapterelement 10, dessen Innendurchmesser dem der Rohrleitung entspricht und das an seinem Ende einen Durchmesser aufweist, der dem Innendurchmesser der Schiebemuffe 4 entspricht und in diese hineinragt. Das Adapterelement 10 weist an seinem oberen Ende einen Flansch 11 und die Schiebemuffe 4 an ihrem unteren Ende einen Flansch 12 auf, welche mit einer Schelle 13 miteinander verbunden sind. Am unteren Ende ist das Adapterelement 10 ebenfalls mit einem Rohrkupplungselement, im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Muffe 14 versehen, in die das als Steckteil ausgeführte Ende E2 des unterenBelow the sliding sleeve 4 is an adapter element 10 whose inner diameter corresponds to that of the pipeline and which has at its end a diameter which corresponds to the inner diameter of the sliding sleeve 4 and projects into this. The adapter element 10 has at its upper end a flange 11 and the sliding sleeve 4 at its lower end a flange 12, which are connected to a clamp 13 with each other. At the lower end, the adapter element 10 is also provided with a pipe coupling element, in the illustrated embodiment, with a sleeve 14 into which the executed as a plug-in end E 2 of the lower
Rohrleitungsstranges eingeführt ist, wobei die beiden Flansche dieser Teile mit einer Schelle 15 verbunden sind. Damit der Ringraum unterhalb des Rings 3 auch bei Axialbewegungen der Vorrichtung in jedem Fall druckfrei bleibt, sind mehrere über den Umfang der Außenhulse 5 verteilt angeordnete Bohrungen 16 vorgesehen, um einen entsprechenden Lufteinlass bzw. -auslass zu gewährleisten.Pipe strand is introduced, wherein the two flanges of these parts are connected to a clamp 15. So that the annular space below the ring 3 remains pressure-free even with axial movements of the device in any case, a plurality of bores 16 distributed over the circumference of the outer sleeve 5 are provided in order to ensure a corresponding air inlet or outlet.
Zur Vereinfachung der Montage und Demontage weisen die mit einem Innengewinde versehenen Flansche der Außenhüise 5 und der Rohrkupplungsflansch 8 genau wie der Ring 3 an seinerTo simplify the assembly and disassembly, the flanges provided with an internal thread of the outer housing 5 and the pipe coupling flange 8 as well as the ring 3 at its
Außenseite über den Umfang verteilt angeordnete Sackbohrungen 17 auf, in welche geeignete Werkzeuge eingreifen können, um das notwendige Drehmoment aufzubringen.Outside arranged around the circumference arranged blind bores 17, in which suitable tools can engage to apply the necessary torque.
Schließlich sind überall zwischen zwei ineinander greifenden Teilen jeweils wenigstens eine Dichtung in entsprechenden Nuten angeordnet. Diese Dichtungen sind zweckmäßiger Weise als O-Ringe ausgebildet, die zugehörigen Nuten zweckmäßiger Weise oberflächenvergütet.Finally, at least one seal is arranged in corresponding grooves everywhere between two interlocking parts. These seals are expediently designed as O-rings, the associated grooves expediently surface-treated.
Die Schachtleitung selbst kann an einer Konsole K aufgehängt sein und dann ca. 100 m frei hängen, um dann in eine nächste Vorrichtung zum Ausgleich der Längenänderung zu münden, die auf einem Standrohr befestigt wiederum an einer entsprechenden Konsole angekuppelt wird. Die Länge von 100 m dient hier nur als Beispiel, sie kann auch nur 50 m oder gar noch weniger oder vielleicht auch 110 m betragen. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erlaubt zudem, dass eine Schachtleitung nicht mehr mit jedem oder jedem zweiten Rohr an der Wand befestigt werden muss, da bei axialem Druck, der entsprechend kompensiert wird, ein Ausknicken der Leitung verhindert werden kann. Anstelle der gezeigten Rohrkupplungen mit Schellen können natürlich auch andere Hochdruckverschraubungen verwendet werden, beispielsweise Hochdruckverschraubungen gemäß dem deutschen Patent 10 2005 019 644 des Anmelders dieser Patentanmeldung. Theoretisch ist es auch möglich, die Vorrichtung unmittelbar an die Rohrleitungen anzuschweißen und auf die Rohrkupplungen zu verzichten. Dies erscheint jedoch aufgrund von Wartungsintervallen nicht sinnvoll, da insbesondere die in der Vorrichtung enthaltenen Dichtringe 18 durch den hohen Druck des transportierten Fluids einem Verschleiß ausgesetzt sein können und daher austauschbar sein müssen.The manhole line itself can be hung on a console K and then hang freely about 100 m, and then open into a next device to compensate for the change in length, which in turn mounted on a standpipe is coupled to a corresponding console. The length of 100 m serves only as an example, it can also be only 50 m or even less or maybe even 110 m. The use of the device according to the invention also allows that a manhole line no longer needs to be fixed to the wall with every one or every other pipe, since at axial pressure, which is compensated accordingly, buckling of the pipe can be prevented. Of course, other high pressure fittings can be used instead of the pipe couplings with clamps shown, for example, high-pressure fittings according to the German patent 10 2005 019 644 of the applicant of this patent application. Theoretically, it is also possible to weld the device directly to the pipes and to dispense with the pipe couplings. However, this does not make sense due to maintenance intervals, since in particular the sealing rings 18 contained in the device can be exposed to wear due to the high pressure of the transported fluid and therefore have to be exchangeable.
Fig. 2 zeigt nun die erfindungsgemäße Vorrichtung in ausgefahrenem Zustand, dies entspricht einem verkürzten oberen Rohrleitungsstrang. Auch in dieser Endstellung werden beide Ringflächen Fi und F2 mit Medium drucKbeaufschlagt , so dass eine Ausdehnung der oberen Rohrleitung problemlos und druckfrei erfolgen kann.Fig. 2 shows the device according to the invention in the extended state, this corresponds to a shortened upper pipe line. Also in this end position, both annular surfaces Fi and F 2 are pressurized with medium pressure, so that expansion of the upper pipe can be done easily and pressure-free.
Fig. 3 zeigt schließlich die entgegengesetzte Endstellung, wie sie im Normalbetrieb niemals auftreten darf, da hier die untere Ringfläche Fi mit der entsprechenden Ringfläche des Adapterelements 10 in Kontakt steht und somit nicht mehr druckbeaufschlagt ist. Daher ist bei der Konzeption der Dimensionen für die erfindungsgemäße Vorrichtung stets eine ausreichende "Reserve" vorzusehen. Alternativ wäre es auch möglich, die obere Ringfläche des Adapterelements 10 kegelförmig zu gestalten, so dass die Ringfiäche Fi auch in ihrer Endstellung druckbeaufschlagt ist. Finally, FIG. 3 shows the opposite end position, as it must never occur in normal operation, since here the lower annular surface Fi is in contact with the corresponding annular surface of the adapter element 10 and is therefore no longer pressurized. Therefore, in the design of the dimensions for the inventive device always a sufficient "reserve" provided. Alternatively, it would also be possible to make the upper annular surface of the adapter element 10 conical, so that the Ringfiäche Fi is pressurized in its final position.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Verbinden von axialen Längenänderungen unterworfenen Rohrleitungen, insbesondere Hochdruck- Rohrleitungen, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein Rohrelement (1) mit einem eine stirnseitige Ringfläche (Fi) aufweisenden Flansch (2) sowie einem das Rohrelement (1) umspannenden Ring (3), eine Schiebemuffe (4), deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Flansches (2) entspricht und deren eines Ende eine1. A device for connecting axial length changes subject to piping, in particular high-pressure piping, characterized by a tubular element (1) having a front face (Fi) having flange (2) and a tubular element (1) spanning ring (3), a sliding sleeve (4), whose inner diameter corresponds to the outer diameter of the flange (2) and one end of a
Öffnung zur Aufnahme des Rohreiements (1) aufweist, wobei der Flansch (2) in der Schiebemuffe (4) axial verschiebbar angeordnet ist, und durch eine an der Schiebemuffe (4) befestigte und um das Rohreiement (1) und den Ring (3) herum angeordnete Außenhülse (5), deren Innendurchmesser dem Außβndurchmesser des Rings (3) entspricht, deren Innenraum über wenigstens eine Öffnung im Rohrelement (1) mit dem Leitungsinneren in Verbindung steht und in dem der Ring (3) eine druckbeaufschlagte Ringfläche (F2) bildet, die im wesentlichen gleich groß wie die Ringfläche (F1) ist.Opening for receiving the Rohreiements (1), wherein the flange (2) in the sliding sleeve (4) is arranged axially displaceable, and by a on the sliding sleeve (4) attached to the Rohreiement (1) and the ring (3) arranged around outer sleeve (5) whose inner diameter corresponds to the Außβndurchmesser of the ring (3) whose interior communicates via at least one opening in the tubular element (1) with the line inside and in which the ring (3) a pressurized annular surface (F 2 ) forms, which is substantially the same size as the annular surface (F 1 ).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die wenigstens eine Öffnung im Rohrelement (1) als mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Bohrungen (6) ausgebildet ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the at least one opening in the tubular element (1) is designed as a plurality of holes distributed over the circumference (6).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Außenhüise (5) mit der Schiebemuffe (4 ) verschraubt ist .3. A device according to claim 1 or 2, wherein said outer housing (5) is bolted to said sliding sleeve (4).
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Ring (3} mit dem Rohrelement (1) verschraubt ist.4. A device according to any one of claims 1 to 3, wherein said ring (3) is bolted to said pipe element (1).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vorrichtung zwischen zwei Rohrkupplungen aufweisenden Leitungsenden (Ei, E2) einsetzbar ist und endseitig entsprechende Kupplungseiemente aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Rohrelement (1) an seinem dem Flansch (2) entgegengesetzten Ende ein Rohrkupplungselement (7) aufweist .5. Device according to one of claims 1 to 4, wherein the device between two pipe couplings having pipe ends (Ei, E 2 ) is inserted and end corresponding Kupplungsseiemente, characterized in that the tubular element (1) at its the flange (2) opposite end a pipe coupling element (7).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Rohrkupplungselement (7) einen längeren Rohrkupplungsflansch (8) aufweist und dort mit dem Ende des Rohrelements {1} verschraubt ist.6. Apparatus according to claim 5, wherein the pipe coupling element (7) has a longer pipe coupling flange (8) and is screwed there to the end of the pipe element {1}.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Außenhülse (5), der Ring (3) und/oder der Rohrkupplungsflansch (8) gleichmäßig über ihren äußeren Umfang verteilt angeordnete Sackbohrungen (17) zur Vereinfachung des Auf- bzw. Abschraubens aufweisen. 7. Device according to one of claims 3, 4 or 6, characterized in that the outer sleeve (5), the ring (3) and / or the Rohrkupplungsflansch (8) evenly distributed over its outer circumference arranged blind holes (17) to simplify the Auf - or unscrewing.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Schiebemuffe (4) an ihrem offenen Ende ein Adapterelement (10) aufweist, dessen Innendurchmesser dem der Rohrleitung entspricht und das in die Schiebemuffe (4) hineinragt.8. The device according to claim 1, wherein the sliding sleeve has an adapter element at its open end, the inner diameter of which corresponds to that of the pipeline and which projects into the sliding sleeve.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Adapterelement (10) einen Flansch (11) und die9. Device according to claim 8, wherein the adapter element (10) has a flange (11) and the device according to claim 8, characterized in that
Schiebemuffe (4) einen Flansch (12} aufweist und dass das Adapterelement (10) mit der Schiebemuffe (4) über eine Rohrkupplungsschelle (13) miteinander verbunden ist.Sliding sleeve (4) has a flange (12} and that the adapter element (10) with the sliding sleeve (4) via a pipe coupling clamp (13) is interconnected.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Vorrichtung zwischen zwei Rohrkupplungen aufweisenden Leitungsenden (Ei, E2) einsetzbar ist und endseitig entsprechende Kupplungselemente aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Adapterelement (IC) an seinem der Schiebemuffe10. The device according to claim 8 or 9, wherein the device between two pipe couplings having line ends (egg, E 2 ) can be inserted and the end has corresponding coupling elements, characterized in that the adapter element (IC) at its sliding sleeve
(4 ) entgegengesetzten Ende ein Rohrkupplungselement (14) aufweist .(4) has a pipe coupling element (14) at the opposite end.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Außenhülse (5) mehrere über ihren Umfang verteilt angeordnete Öffnungen aufweist, damit der Innenraum druckfrei bleibt und die Luft bei Längenänderungen des Rohrelements (1) entweichen kann. 11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the outer sleeve (5) has a plurality of openings distributed over its circumference, so that the interior remains pressure-free and the air can escape with changes in length of the tubular element (1).
12. Vorrichtung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Öffnung als Bohrungen (16) ausgebildet sind.12. Device according to claim 12, characterized in that the opening is formed as bores (16).
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zwischen zwei ineinander greifenden Teilen jeweils wenigstens eine Dichtung in entsprechenden Nuten angeordnet ist.13. Device according to one of claims 1 to 12, d a d u r c h e c e n e z e c h e n e, s e s between two interengaging parts each at least one seal is arranged in corresponding grooves.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Dichtungen als O-Ringe (18} ausgebildet sind.14. Device according to claim 13, wherein the seals are in the form of O-rings (18).
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Nuten oberf iächenvergütet sind.15. The apparatus of claim 13 or 14, wherein said grooves are surface-tempered.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s alle Schiebesitze und Oberflächen mit einer Schmutz abweisenden Beschichtung versehen sind. 16. The device according to claim 1, wherein all sliding seats and surfaces are provided with a dirt-repellent coating.
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